Гальванометр

Гальванометр (от гальвано… и…метр) — высокочувствительный прибор для измерения малых электрических токов. Представляет собой проводящую рамку (обычно намотана тонким проводом), закрепленную на оси в магнитном поле постоянного магнита. При отсутствии тока в рамке она удерживается пружиной в некотором нулевом положении. Если же по рамке протекает ток, то рамка отклоняется на некоторый угол, который зависит от силы тока, жесткости пружины и индукции магнитного поля. При этом стрелка, закрепленная на рамке, показывает значение тока в тех единицах, в которых отградуирована шкала гальванометра.

Гальванометр является базовым блоком для построения других измерительных приборов. На основе гальванометра можно построить амперметр и вольтметр постоянного тока с произвольным пределом измерения. Если к гальванометру не подключено никаких дополнительных резисторов, то он является одновременно амперметром и вольтметром.

• Для получения амперметра необходимо подключить шунтирующий резистор параллельно гальванометру.
• Для получения вольтметра необходимо подключить гасящий резистор последовательно с гальванометром.

Для измерения заряда, протекающего через гальванометр в виде короткого одиночного импульса, используется баллистический гальванометр, в котором наблюдают не отклонение рамки, а ее максимальный отброс после прохождения импульса.

Гальванометр используется также в качестве указателя (нуль-индикатора) отсутствия тока (напряжения) в электрических цепях.

Типы

Большой точности измерений можно достигнуть, используя зеркальный гальванометр, в котором в качестве указателя используется небольшое зеркальце. Отражённый от него луч света играет роль длинной чрезвычайно лёгкой стрелки. Такие инструменты использовались как ресиверы в ранних трансатлантических телеграфах. Направляя отражённый от зеркальца луч на фотоплёнку, в ранних осциллографах получали графики силы тока от времени.

Применение

Гальванометры используется для позиционирования писчиков в осциллоскопах, например в аналоговых электрокардиографах. Они могут иметь частотный отклик в 100 Гц и отклонение писчиков в несколько сантиметров. В некоторых случаях (у энцефалографа) гальванометры настолько сильны, что двигают писчики, находящиеся в непосредственном контакте с бумагой. Их пишущий механизм может быть основан на жидких чернилах или на подогреве писчиков, двигающихся по термобумаге. В других случаях гальванометры не обязаны быть столь сильными: контакт с бумагой происходит периодически, поэтому требуется меньше усилий на перемещение писчиков.

Системы зеркальных гальванометров используются для позиционирования в лазерных оптических системах. Обычно это механизмы высокой мощности с частотным откликом свыше 1 кГц.

В большинстве случаев аналого-цифровые преобразователи заменяют гальванометры в качестве измерительных приборов. К примеру, цифровые измерительные системы — мультиметры — способны заменить большинство традиционных аналоговых измерительных инструментов.

История

Самое раннее упоминание о приборе сделал Йохан Швейгер в университете Халле 16 сентября 1820 года. Название «гальванометр» произошло от фамилии учёного Луиджи Гальвани. Раннее применение этих инструментов для измерений и записи связано с именем Вильяма Томсона (лорда Кельвина). Андре-Мари Ампер также участвовал в улучшении конструкции гальванометров.